第2节 酶的特性

1 / 13 第 2 节 酶的特性 第 2 节酶的特性 1.教学目标 知识目标：概述酶的特性和影响酶活性条件的知识体系。 能力目标：进行酶的特性、影响酶活性的条件、控制变量的实验探究活动。 情感目标：养成勇于质疑、自主探究、合作学习的科学探究精神。 2.教学重点和难点 重点：建构酶的特性知识体系，探究影响酶活性的条件。 难点：影响酶活性条件的实验设计与实施 3.课前准备 学生分组实验材料用具：质量分数为 2%的新配制的淀粉酶溶液， 新鲜的质量分数为 20%的猪肝研磨液，质量分数为 3%的可溶性淀粉溶液，体积分数为 3%的过氧化氢溶液，体积分数为 5%的盐酸溶液，体积分数为 5%的氢氧化钠溶液，热水，蒸馏水，冰块，碘液，斐林试剂，试管，量筒，小烧杯，大烧杯，滴管，试管夹，酒精灯，三脚架，石棉网，温度计，火柴。 实验小问题、知识应用题及教学流程的演示文稿（ PPT）。 4.教学流程 2 / 13 建构：酶具高效性 教师活动 提问：通过 Fe3+、 H2o2 酶催化 H2o2 分解速率比较的实验探究，同学们已经建构出酶具有 什么特性？ 学生活动 酶的催化作用具有高效性。 探究活动 1：酶具专一性。 教师活动 提问：假如将 H2o2 酶催化 H2o2 分解的实验作如下更改，实验结果又将如何呢？ 更换酶 将猪肝研磨液换成淀粉酶。 更换底物 将 H2o2 换成淀粉液。并请 1、2 两大组的同学实验探究 ， 3、 4 两大组的同学实验探究 。 学生活动 分组实验。 教师活动 观察学生实验，若学生有关实验操作不规范，如量取液体的方法不规范等，则予以纠正。同时启发：加底物的量为多少？加淀粉 酶或猪肝研磨液的量为多少？如何检测淀粉是否分解？ 用以指导学生的实验操作。待学生实验结束后，提问：探究的结果如何？ 学生活动 1、 2 组 “ 换成淀粉酶后不产生气泡 ” ， 3、 4 组“ 换成淀粉后变蓝色 ” 。 教师活动 提问：由此得出的结论是什么？ 学生活动 不同的酶不能催化同一底物反应，同一种酶不能催化不同底物反应。 教师活动 总结：即每一种酶只能催化一种或一类化学反3 / 13 应。这就是酶的专一性。 教师活动 提问：有关酶的催化作用，除刚刚探究的受底物的种类和酶的种类的 影响外，同学们还有哪些需要进一步探究的问题呢？并提出要求：以小组为单位相互讨论，将问题写在纸上，然后大家一起交流。 学生活动 相互讨论，罗列问题，并推代表交流问题。如：“ 会不会受温度的影响 ” ？ “ 会不会受 pH 的影响 ” ？ “ 会不会受底物浓度的影响 ” ？ “ 会不会受酶浓度的影响 ” ？ 教师活动 从学生提出的众多问题中，选择 “ 酶的催化作用会不会受 pH 和温度的影响 ” 两大问题作为进一步探究的问题。 探究活动 2： pH 对酶活性的影响。 教师活动 提问： “ 酶的催化作用会不 会受 pH 的影响 ” 的假设是什么？ 学生活动 酶的催化作用受 pH 的影响。 教师活动 提出要求：请同桌的两位同学协作，设计以 H2o2为底物的验证实验方案，待方案完成后，请自告奋勇投影展示，并对设计方案进行说明。 学生活动 协作设计验证实验方案。 教师活动 巡视指导，并通过如下问题引导学生： “ 本实验4 / 13 的自变量是什么 ” ？ “ 将要控制哪几种 pH” ？ “ 应选择几支试管 ” ？并即时交待 “ 为了使酶处于过酸、过碱的环境下，建议 Hcl、 NaoH 的使用量为 1mL” 。 “ 一支试管加 Hcl，一支试 管加 NaoH，那么还有一支试管如何处理，才能既为中性，又符合对照实验的等量原则 ” ？ “ 能否在没有控制 pH之前将猪肝研磨液滴入 H2o2 中 ” ？ 待学生设计基本完成后，让一学生主动上前将设计方案投影展示并加以说明。 学生活动 投影展示设计方案，并作必要的说明。 教师活动 待学生展示、说明完毕后，提问全班学生对该同学的方案有无修正意见，若有，则请加入说明。若学生设计程序中出现 “ 未调 H2o2 的 pH 就加入猪肝研磨液 ” ，且没有学生能予以修正，教师则启发学生思考 “ 在调 pH 之前，会不会发生反应 ” ？从而 纠正为先调 H2o2 的 pH 再滴加猪肝研磨液。通过全体师生共同点评，从中完善出如下的设计方案。 取三支试管编号 1 2 3 分别加入 H2o2 2mL 2mL 2mL 5 / 13 分别加入 1mL（摇匀） 蒸馏水 Hcl NaoH 分别加入猪肝研磨液 2 滴 2 滴 2 滴 实验结果 实验结论 学 生活动 进行实验。 教师活动 巡回观察学生实验，并对部分有困难的学生进行指导，如：分别量取 2mLH2o2 注入 1、 2、 3 三支试管，再量取 1mLH2o 注入 1 号试管摇匀，再量取 1mLHcl 注入 2 号试管摇匀，将量筒洗净，再量取 1mLNaoH 注入 3 号试管摇匀，最后向三支试管各滴入 2 滴猪肝研磨液摇匀，观察实验现象。待学生实验结束后，提问：实验探究的结果如何？ 学生活动 1 号试管产生大量气泡， 2 号试管无气泡产生， 36 / 13 号试管无气泡产生。 教师活动 由此得出的结论是什么？ 学生活 动 酶的催化作用受 pH 的影响。 探究活动 3： pH 由过酸、过碱恢复到中性，酶的活性是否恢复？ 教师活动 提出问题：处于过酸、过碱环境中的酶，在恢复到中性时，酶的活性是否能恢复呢？ 学生活动 讨论回答：过酸或过碱环境下的酶恢复到中性，酶的活性能够恢复。 教师活动 提问：验证实验方案如何？ 学生活动 讨论并回答。学生回答的方案可能有如下两种： 将 1 试管与 3 试管混合。 往 2 试管中加 1mLNaoH，往 3号试管中加 1mLHcl。 教师活动 通过 “ 这两种方案是否都可行呢？ ” 的提问，引起学生展开热烈的讨论。若学生能达成共识最好，若学生争执不休，教师则用如下问题加以启发： 方案如能恢复，能否说明是过酸下恢复，还是过碱下恢复，还是两者都恢复？ 这样学生很自然地得出最佳方案。 学生活动 进行实验。 教师活动 提问：结果如何？ 学生活动 没有气泡产生。 7 / 13 教师活动 由此探究可得出什么结论？ 学生活动 处于过酸或过碱环境下的酶恢复到中性，酶的活性不能恢复。 教师活动 出示 pH 对酶影响的主体知识体系：酶的催化活性受 pH 的影响。过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去催化活性，且不能恢复。 探究活动 4：温度对酶活性的影响。 教师活动 出示 “ 酶的催化作用会不会受温度的影响 ” 的探究问题，并提问：假设是什么？ 学生活动 酶的催化作用受温度的影响。 教师活动 请学生参照 pH 探究方案设计格式，以小组为单位，协作设计以 60 为最佳温度的验证实验方案，完毕后，请学生主动上前投影展示并加以说明。 学生活动 协作设计实验方案 。 教师活动 巡视并通过如下问题进行引导： “ 能不能用 H2o2作为底物 ” ？ “ 将控制几种温度 ” ？ “ 其中一组温度控制为 60 ，其他两组温度应控制为多少 ” ？ “ 是在控制温度前将酶与底物混合，还是在控制温度后将酶与底物混合 ” ？“ 为确保酶与底物混合后所控制的温度不发生变化，应如何控制温度 ” ？ “ 由此，应取的试管数和编号方法 ” ？ “ 混合以 后 要 不 要 保 温 ” ？ “ 用 什 么 检 测 反 应 有 没 有 进8 / 13 行 ” ？ 待学生设计完成后，让一学生主动投影展示设计方案并作说明。 学生活动 边投影展示设计方案边进行说明。 教师 活动 待学生展示、说明完毕后，提问全班学生对该同学的方案有无修正意见，若有，则请加入说明。若学生设计程序中出现 “ 未控制温度就将淀粉酶加入淀粉液中 ” 和“ 没有分别控制淀粉酶、淀粉液的温度 ” ，而其他学生又没有对此指出与修正，则启发学生思考 “ 控制温度前就混合，会不会在控制温度前就已经发生反应 ” ？ “ 温度不同的酶与底物混合后，温度还能维持在所控制的温度吗 ” ？从而纠正为先分别对酶与底物控制温度再混合。通过点评，完善出如下设计方案。 取六支试管编号 1 1 2 2 3 3 分别加入 1mL 淀粉 淀粉酶 9 / 13 淀粉 淀粉酶 淀粉 淀粉酶 分别保温 5min 0 60 100 将两试管混合摇匀 1 加入 1 中 2 加入 2 中 3 加入 3 中 分别保温 5min 0 60 100 取出冷却滴加碘液 1 滴 1 滴 1 滴 实验结果 10 / 13 实验结论 学生活动 进行实验至第一次保温。 教师活动 巡回观察学生实验，并对部分有困难的学生进行指导，如：先分别量取 1mL 的淀粉液加入 1、 2、 3 号试管，洗净量筒，再分别量取 1mL 的淀粉酶溶液加入 1 、 2 、 3试管中。待开始第一次保温后，出示知识应用之 1、 2 题，让学生对前面已建构知识进行应用。 学生活动 独立解答。 教师活动 点评学生练习。待保温达 5min 时，提请进行下一步实验。 学生活动 将 1 加入 1 中， 2 加入 2 中， 3 加入 3 中，并进行第二次保温。 教师活动 待开始第二次保温后，出示知识应用之 3 题，让学生对前面已建构知识进行应用。 学生活动 独立解答。 教师活动 点评学生练习。待保温达 5min 时，提请进行下一步实验。 学生活动 取出试管，冷却后滴加碘液，观察现象。 教师活动 提问：结果如何？ 11 / 13 学生活动 1 号试管变蓝色， 2 号试管不变蓝色， 3 号试管变蓝色。 教师活动 由此得出的结论是什么？ 学生活 动 酶的催化作用受温度的影响。 探究活动 5：低温、高温下的酶恢复到正常温度，酶的活性是否能够恢复？ 教师活动 针对温度对酶活性影响的实验，同学们有没有需要进一步探究的问题呢？请以小组为单位相互讨论，将问题写在纸上，然后大家一起来交流。 学生活动 讨论并罗列问题。如， “ 将处于低温、高温环境下的酶恢复到正常温度，酶的活性是否能够恢复 ” ？ “ 控制其他温度，对酶活性的影响与 0 、 100 有无区别 ” ？ 教师活动 从学生的许多问题中选择 “ 将处于低温、高温环境下 的酶恢复到正常温度，酶的活性是否能够恢复？ ” 的问题进行探究。并提问 “ 对于这个问题的假设是什么 ” ？ 学生活动 将处于低温、高温环境下的酶恢复到正常温度，酶的活性不能够恢复。 教师活动 提请学生设计验证实验方案。 学生活动 讨论并回答 “ 将处于 0 、 100 环境下的试管在 60 下保温 5min。 ” 同时进行实验。 教师活动 利用保温这段时间，出示知识应用之 4。 12 / 13 学生活动 独立解答。 教师活动 点评学生练习。待保温达 5min 时，终止练习，并提问 “ 结 果如何？ ” 。 学生活动 1 号试管蓝色褪去， 3 号试管蓝色不变。 教师活动 由此探究可得出什么结论？ 学生活动 将处于低温环境下的酶恢复到正常温度，酶的催化活性会恢复，将处于高温环境下的酶恢复到正常温度，酶的活性不能恢复。 教师活动 出示温度对酶影响的主体知识体系：酶的催化活性受温度的影响。过高温度会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去催化活性，且